高斯光束经过球差透镜聚焦而产生的焦移

高斯光束经过球差透镜聚焦而产生的焦移蒲继雄唐崇忻（华侨大学泉州３６２０１１）高斯光束经过透镜的聚焦是近十多年来人们广泛注目的研究课题。理论与实验结果都表明，高斯光束经过透镜聚焦，其聚焦光场的光强最大值并不在几何焦点处，而是处于透镜与几何焦点之间，即出...     

微波与光波分离聚焦集成透镜设计

设计了一种由光学菲涅耳透镜和微波螺旋结构透镜组成的集成透镜,微波透镜实现对入射微波能量的聚焦,光学菲涅耳透镜实现对入射可见光聚焦.由于微波螺旋结构对入射光没有阻挡作用,同时光学菲涅耳透镜对微波传输影响很小,且所提出的微波与光波分离聚焦集成透镜可以在将微波与光波分离汇聚于不同位置,微波焦点与光波焦点横向距离为35cm,并在微波焦点处电场强度增强5倍.故加载此集成透镜后可以在充分利用入射可见光的基础上,实现对微波信号的发射和接收.     

光波导短程透镜基点与主面研究

提出对光波导短程透镜传输理论进行系统研究的思想，推导出短程透镜基点（包括焦点和主点）、主面与焦距的表达式。研究了其焦点、主面的特殊性质，并与传统光学透镜的有关参量进行对比，得出消球差短程透镜下不仅对近轴光线，而且对离轴光线均可实现理想聚焦，以及主平面为一段圆弧的特性，这一工作为短程透镜系统传输理论的建立打下了基础，适用于含短程透镜的系统设计与计算。     

径向偏振光二值相位型宽带远场超分辨聚焦器件设计

为克服传统透镜体积大、难以集成化的不足,针对入射波长λ=2500μm的径向偏振光,基于光学超振荡原理设计了透镜半径为20λ、聚焦焦距为5λ、数值孔径NA=0.97的二值相位型宽带太赫兹远场超分辨聚焦器件。仿真结果表明：该远场太赫兹聚焦透镜在λ=2500μm时,在焦平面形成有效聚焦焦点,该焦点半高全宽为0.445λ(1 112.5μm),小于阿贝衍射极限(0.5λ/NA=0.518λ),旁瓣比为15.9%,实现了远场超分辨聚焦;设计的透镜在2 100～2 900μm波长范围内可形成亚波长聚焦焦点,且在2 300～2 900μm波长范围内能够实现远场超分辨聚焦。相较于传统光学超分辨技术存在的工作距离短、集成困难、带宽较小等问题,该平面透镜设计灵活,具有物理尺寸小、工作距离适中、带宽范围大等优点,可广泛用于集成化的光学系统中。     

分辨率达1纳米的金属透镜

突破光学显微镜限制的成像技术，一提到“透镜”，大家立刻会想到放大镜、隐形眼镜等用透明物质做成的东西。但是，本文所讨论的透镜，却是用金属制造的，而且这种金属透镜的分辨能力，远远超过了光学显微镜。采用金属透镜，可以研制出前所未有的新型显微镜，还能够用于制造超精细的半导体集成电路芯片等，因此，金属透镜是划时代的研究成果。[编者按]     

模块化多焦点式和环面聚焦式菲涅尔透镜的设计及光学性能分析

基于菲涅尔透镜设计原理,提出模块化多焦点式和环面聚焦式菲涅尔透镜的设计方法,并进行了理论设计与模拟.结果表明:(1)采用模块化多焦点式菲涅尔透镜可使焦斑能量在接收面重新分布、焦斑总体能量均匀;(2)对于环面聚焦式菲涅尔透镜,环状焦面越多、越密集,接收面上的能量分布将越均匀.两种透镜结构均能很好的提高聚光辐照均匀性.     

周期场静电透镜系统的弱透镜近似

利用弱透镜近似,可以证明:由n 个透镜单元组成的周期场静电透镜系统的聚焦特性参量,等于第一个透镜单元的相应参量的n 分之一.这些关系,对于通用的“单透镜”系统和“强聚焦”系统都可以应用;和实验结果比较,也还相当符合.     

透镜检测仪中自动聚焦方法的研究

在研究透镜光学参数通用测量仪的自动聚焦系统过程中,提出了一种新的、基于图像处理的自动聚焦方法,此方法适合光学透镜测量仪器自动聚焦过程且有目标图像结构简单、细节信息量少等特点,可以满足后续的测量需求。     

菲涅尔透镜

光线经过玻璃透镜时会发生折射现象。仔细观察一块放大镜，就会发现，透镜中有一部分厚度对放大作用没有贡献（图中阴影部分）。光线经过这一部分时，方向没有改变。拿掉这一部分，将不会影响透镜的放大作用（图1中阴影部分）。这时应该把图中挖掉的部分想象为一个圆盘。实际上，能够改变光线传播方向的，只是透镜与空气的界面。     

部分相干光经透镜聚焦后的光束整形

目的研究部分相干光束经透镜聚焦后的光束整形技术。方法从广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方程(Collins公式)出发,证明了光强分布为高斯型分布的部分相干光束经透镜聚焦,在几何焦点附近的光强分布强烈依赖于部分相干光束的空间相干度。基于这一点,可以直接控制部分相干光的空间相干度来获得想要的光强分布。结果通过选择合适的相干度形式能够获得部分相干平顶光束或部分相干空心光束。结论部分相干光束的光束整形研究为潜在的应用,如材料处理,光学治疗、原子光学等,提供了一个新的光束整形的方法。     

高频可变焦的超声显微术

在超声显微成像领域, Fresnel声学透镜作为传统球面声学透镜的一种相互补充形式, 最近受到人们的关注. Fresnel声学透镜的优点之一是平面结构, 因此制作简单. 另外一个优点就是它的会聚焦点可以随频率沿深度方向进行扫描. 研究了圆环形Fresnel表面换能器阵在固体中产生的声场和高频聚焦特性. 理论分析和实验皆表明, 这种表面阵列不但可以工作在很高的频率(如400 MHz), 而且当激励频率改变时, 会聚声场的焦点可以沿深度方向进行扫描, 即B扫描成像中的动态扫描. 基于这种聚焦原理, 研制了可调焦高分辨超声显微成像系统, 并对已知样品的小孔缺陷进行了内部的检测和成像实验.     

多阵元锥面声透镜聚焦声场与温度场的研究

提出了一种新型的多阵元聚焦透镜,该透镜由7个相同的单元圆锥透镜组成.通过对不同面形参数下多阵元声透镜和其中任一单元透镜聚焦声场和组织处温度场分布的数值计算和比较,证明了多阵元声透镜比单元透镜的径向加热区域大,有适用于浅层组织的大范围加热,并给出了该多阵元锥面聚焦透镜优化的面形参数.     

双透镜聚焦系统对高斯激光束的聚焦

该文利用高斯光束q(z)参量推导出了反远距双透镜聚焦系统对高斯光束聚焦光斑的精确计算公式．用反远距双透镜聚焦系统能获得um级甚至更小的聚焦光斑,同时系统可以获得比别的其它聚焦系统较长的工作距离．     

光场成像系统仿真分析与深度标定研究

微透镜阵列的光场相机可以根据微透镜阵列与传感器之间的距离分成非聚焦（传统型）、聚焦开普勒型和聚焦伽利略型3种光场相机,使用光学仿真软件Zemax对这3种光场相机进行模拟,对得到的白板图进行微透镜中心标定以及对原始光场图片进行渲染处理,得到系统的空间分辨率（重聚焦图片分辨率）、角度分辨率（多视角数）等信息。利用重聚焦系数...     

公安光学

一、光学发展的历史新阶段光学是一门有悠久历史的科学技术。由于光对人类的生活和生产有着十分密切的关系，人类需要了解光的作用并从各方面有效地利用光，就是这些知识构成了光学这门学科的最主要的内容。早在春秋战国时期，我国就有墨子研究了光的行进规律。古代的青铜镜也可以说是最早的光学器具。后来，人们又发明了用透明的绿宝石材料磨成透镜，于是出现了放大镜、火镜和眼镜。这些光学器具获得应用，在颇大的程度上促进了人们对光学以及玻璃熔制的研究。十七世纪，当西方国家出现望远镜的时候，我国也发明了用透镜组装而成的军用望远…     

光场成像系统仿真分析与深度标定研究

微透镜阵列的光场相机可以根据微透镜阵列与传感器之间的距离分成非聚焦(传统型)、聚焦开普勒型和聚焦伽利略型3种光场相机,使用光学仿真软件Zemax对这3种光场相机进行模拟,对得到的白板图进行微透镜中心标定以及对原始光场图片进行渲染处理,得到系统的空间分辨率(重聚焦图片分辨率)、角度分辨率(多视角数)等信息.利用重聚焦系数...     

椭球单毛细管高能X射线微焦斑透镜模拟表征

为了使单毛细管透镜在X射线微区分析中获得高能X射线微焦斑,设计并模拟了基于椭球单毛细管的高能X射线微焦斑透镜,并模拟透镜内表面镀金属氧化膜,氧化膜主要成分为HfO₂.结果表明：镀膜透镜和普通玻璃透镜都可以将能量为100 keV的X射线会聚成<10.0μm的焦斑;与普通玻璃透镜相比,透镜镀膜后X射线聚焦能量上限提高了约2倍.为增加镀膜透镜光通量,重新设计了镀膜透镜,该新透镜相比于最初设计的普通玻璃透镜,在相同的实验室光源条件下聚焦能量为100 keV的X射线,在焦斑处光通量提高了3.8倍,功率密度增益提高了1个数量级,这表明透镜镀膜对聚焦高能X射线有一定的应用价值.模拟结果对椭球单毛细管高能X射线透镜的研制和应用具有指导意义.     

一种强聚焦透镜系统特性的研究

一种强聚焦透镜系统特性的研究郑思孝（原子核科学技术研究所）不对称三电极透镜已广泛用于不同的聚焦装置￣［１］。我们就用于５０ｋｅＶ离子注入机的短焦距强聚焦透镜系统进行了讨论，该装置不需要专用的聚焦电源，而由聚焦电极与源电极处于等电位以构成特殊的不对称三...     

透镜的焦距对激光聚焦焦斑影响的研究

根据激光衍射理论和空间像差理论 ,推导出在给定激光器的输出波长和激光光束大小的前提下 ,考虑激光衍射和空间像差对透镜聚焦能力的影响 ,所选用的最佳透镜焦距的大小及相应的可以聚焦焦斑的大小 ,此结果有一定的实际应用意义     

利用部分相干效应获得局域空心光束

研究一种特殊的部分相干光束经透镜聚焦后,在几何焦点附近的三维光强分布.结果表明,几何焦点附近的聚焦光强分布不仅依赖于入射部分相干光的光强分布,还依赖于入射光的空间相干度.据此,可以通过选择合适的空间相干度,产生部分相干局域空心光束.此外,还研究入射部分相干光束的相干度和菲涅耳数对局域空心光束的影响.结果显示,对于相干度一定的部分相干光束,当菲涅耳数小到一定程度时,部分相干局域空心光束的现象将消失.